DE19638845A1 - Zapfventil für Kraftstoff-Tanksäulen, insbesondere für Dieselkraftstoff-Tanksäulen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zapfventil für Kraftstoff-Tank­ säulen, insbesondere für Dieselkraftstoff-Tanksäulen, welches mit der Zapfsäule über einen Zapfschlauch verbunden ist, mit Zapfventilgehäuse und Zapfrohr aus einem nichtferro­ magnetischen Werkstoff, wobei im Zapfventilgehäuse der Mecha­ nismus einer Betätigungseinrichtung mit im Zapfrohr angeord­ netem Sensorrohr und Unterbrechungsautomatik für den Kraft­ stoffstrom untergebracht ist sowie eine nach Unterbrechung des Kraftstoffstromes im Zapfrohr verbleibende Kraftstoff­ menge über die Mündung des Zapfrohres in den Kraftfahrzeug­ tank des zu betankenden Kraftfahrzeuges ausläuft, wobei ferner im Mündungsbereich des Zapfrohres ein Abtropf-Sperr­ ventil in Form eines Magnetventils mit einem kraftstoffauf­ wärts angeordneten Permanentmagnetsystem und einem kraft­ stoffstromabwärts angeordnetem Ventilkörper sowie einem zuge­ ordneten ringförmigen Ventilkörpersitz angeordnet ist, mit der Maßgabe, daß der Ventilkörper von dem Kraftstoffstrom in Aufstellung gedrückt und von dem Permanentmagnetsystem in Schließstellung auf den Ventilkörpersitz gezogen wird, wenn der Mündungsbereich des Zapfrohres aus dem Einfüllstutzen des Kraftfahrzeugtanks herausgenommen und aus der nach unten gerichteten Lage hochgeschwenkt wird. Die Erfindung betrifft insbesondere ein solches Zapfventil für Dieselkraft­ stoff. Hier sind die beschriebenen Maßnahmen wichtig, weil Dieselkraftstoff praktisch nicht verdunstet und austropfender Dieselkraftstoff eine große Verschmutzungsgefahr darstellt.

Bei einem bekannten und bewährten Zapfventil (DE 42 38 837 A1) ist der Ventilkörper eine Ventilkugel und diese in dem Abtropf-Sperrventil frei und von keiner Feder belastet. Die Ventilkugel besteht aus ferromagnetischem Material und steht unter dem Einfluß des Permanentmagnetsystems. Bei dieser bekannten Ausführungsform mit freiem Bewegungsspiel der Ventilkugel kann ein Abtropfen von Kraftstoff nicht stattfinden, wenn das Zapfrohr gebrauchsüblich und damit bestimmungsgemäß aus dem Einfüllstutzen des Kraftfahrzeuges herausgenommen wird und der Kraftstoff folglich hinreichend Zeit hat, aus dem Zapfrohr herauszulaufen und abzutropfen, wobei der Kraftstofftank den abtropfenden Kraftstoff aufnimmt. Es kann jedoch vorkommen, daß ein eiliger Bediener des Zapfventils das Zapfrohr zu schnell und bestimmungswidrig aus dem Einfüllstutzen des Kraftfahrzeugtanks herausnimmt. Dann können kleine Restmengen an Kraftstoff aus dem Zapfrohr freikommen. Das gilt insbesondere dann, wenn es sich um Dieselkraftstoff handelt, der wegen seiner hohen Viskosität langsam ausfließt und abtropft.

Bei dem Zapfventil, von dem die Erfindung ausgeht (DE 295 16 061 U1) ist mit Hilfe einer Teilhubrückholfeder ein Funktions­ prinzip verwirklicht, welches sicherstellt, daß bei bestim­ mungswidriger, schneller Entnahme des Zapfrohres aus dem Ein­ füllstutzen ein störendes Abtropfen von Kraftstoff, der nicht mehr in den Kraftfahrzeugtank gelangt, unmöglich ist. Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, in weiterer Ausbildung und Verbesserung des Gegenstandes, von dem die Erfindung ausgeht (DE 295 16 051 U1) die Funktionssicherheit dieses Gegenstandes zu optimieren.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung in Kombination zu den eingangs beschriebenen Maßnahmen, daß der Ventilkörper eine Ventilstange aufweist, die permanentmagnet­ systemseitig einen ferromagnetischen Stellkörper besitzt, daß die Ventilstange mit dem ferromagnetischen Stellkörper in einem von dem Kraftstoff umströmten Ventilstangengehäuse geführt ist, welches an seinem dem Zapfventilgehäuse Zuge­ wandten Ende das Permanentmagnetsystem aufweist und daß zwischen dem ferromagnetischen Stellkörper und einem Bund am Ventilstangengehäuse eine Teilhubrückholfeder für den Ventil­ körper angeordnet ist. Während zum Stand der Technik das freie Bewegungsspiel der Ventilkugel gehört, wird erfindungsgemäß insoweit mit einer Führung gearbeitet wird, die es erlaubt, das Spiel der hydrodynamischen Kräfte, der Schwerkraft und der Magnetkräfte dahingehend zu optimieren, daß auch bei bestimmungswidriger, schneller Entnahme des Zapfrohres aus dem Einfüllstutzen ein störendes Abtropfen von Kraftstoff, der nicht mehr in den Fahrzeugtank gelangt, unmöglich ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Zapfventil können die beschriebenen Maßnahmen sehr einfach verwirklicht werden, was von beson­ derem Vorteil ist, da es sich bei Zapfventilen um Produkte einer industriellen Serienfertigung handelt. Ohne weiteres können die Maße eingehalten werden, die aus Normungszwängen resultieren. So darf z. B. der Außendurchmesser des Auslaufrohres nicht größer als 25,5 mm sein. Die Mündung des Sensorrohres darf nicht mehr als 22 mm von der Mündung des Zapfrohres entfernt sein. Das Abtropf-Sperrventil darf die Förderleistung der Pumpe nicht wesentlich beeinträchtigen.

Weiterhin lehrt die Erfindung, daß der Ventilkörper mit der Ventilstange, der die Ventilstange umgebenden Rückholfeder, dem ferromagnetischen Stellkörper, dem Ventilstangengehäuse und dem Ventilkörpersitz als ein Einbaumodul ausgeführt sind, welches Einbaumodul von der Mündung her in das Zapfrohr ein­ führbar und in diesem festsetzbar ist. Das ist bei einem Zapfrohr, welches ein Sensorrohr für die Unterbrechungs­ automatik aufweist, besonders einfach möglich, wenn mit dem Einbaumodul ein Teilstück des Sensorrohres verbunden ist, welches beim Einbau des Einbaumoduls in das Zapfrohr mit dem im Zapfrohr befindlichen Sensorrohr sich beim Einschieben verbindet.

Teilhubrückholfeder bezeichnet eine Feder, deren Federkraft im gespannten Zustand beachtlich kleiner ist als die einer Rückschlagfeder bei einem klassischen Rückschlagventil. Die Teilhubrückholfeder hat bei dem erfindungsgemäßen Zapfventil eine Federkraft, die nur geringfügig größer ist als die Kraft, die aus der Masse des Ventilkörpers mit Ventilstange und Stellkörper sowie dem Einfluß der Schwerkraft resultiert. Die Teilhubrückholfeder bringt den Ventilkörper aus der Offenstellung gleichsam auf den Weg für den Schließvorgang, der unter dem Einfluß des Permanentmagnetsystems weiter­ geführt und beendet wird, wenn der Mündungsbereich des Zapfrohres aus dem Einfüllstutzen des Kraftfahrzeugtanks herausgenommen und aus der nach unten gerichteten Lage hochgeschwenkt wird. Die Teilhubrückholfeder kann in der beschriebenen Art und Weise wirksam werden, weil an dem Ventilkörper der Pumpendruck des Kraftstoffes nicht mehr ansteht. Eine Ventilkugel mit Teilhubrückholfeder steht daher im Gegensatz zu einem Rückschlagventil, dessen Rückschlag­ feder eine Federkraft aufweist, die den gesamten Rückhub beherrscht und in beachtlichem Maße Druckverlust produziert. Das in dem erfindungsgemäßen Zapfventil angeordnete Abtropf- Sperrventil arbeitet insofern praktisch druckverlustfrei. Es versteht sich, daß man die Bauteile des zur Erfindung gehö­ renden Abtropf-Sperrventils massearm ausführen wird.

Zapfventile mit einem Abtropf-Sperrventil, welches als Rück­ schlagventil, nicht aber erfindungsgemäß, ausgebildet ist, sind aus der Praxis bekannt. Das Rückschlagventil besitzt hier eine Rückschlagfeder, die einerseits im Bereich der Mündung des Zapfrohres abgestützt ist und andererseits einen üblichen Ventilkegel beaufschlagt, und zwar entgegen der Strömungs­ richtung des Kraftstoffes. Ein solches Abtropf-Sperrventil ist physikalisch eine federbelastete Drossel, die notwendi­ gerweise einen hohen Strömungswiderstand entwickelt und einen hohen Druckverlust bewirkt. Darüber hinaus beeinträchtigt ein derartiges Abtropf-Sperrventil das Strömungsverhalten des aus der Mündung des Zapfrohres austretenden Kraftstoffes, der zerflattert. Das stört, weil nicht sichergestellt werden kann, daß der Zapfvorgang, insbesondere bei Selbstbe­ dienungstankstellen, erst eingeleitet wird, wenn sich die Mündung des Zapfrohres bereits im Einfüllstutzen des Kraft­ fahrzeugtanks befindet. Das Zerflattern verursacht außerdem beim Austreten des Kraftstoffes in den Kraftfahrzeugtank hinein eine störende Schaumbildung, - und der Schaum kann vor Beendigung des Zapfvorganges über den Einfüllstutzen über­ fließen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zapf­ ventil,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maß­ stab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1 in der Funktionsstellung "Abtropf-Sperrventil geschlossen",

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 in der Funktionsstellung "Abtropf-Sperrventil geöffnet" und

Fig. 4 das Abtropf-Sperrventil aus dem Gegenstand der Fig. 1 bis 3 als Einbaumodul, Funktionsstellung "Abtropf- Sperrventil geschlossen".

Das in den Figuren dargestellte Zapfventil ist für Kraft­ stoff-Tanksäulen, insbesondere für Dieselkraftstoff-Tank­ säulen, bestimmt. Es ist mit der Zapfsäule über einen Zapf­ schlauch verbunden.

Zu dem Zapfventil 1 gehören ein Zapfventilgehäuse 2 mit Zapfrohr 3 aus nichtferromagnetischem Werkstoff. Im Zapf­ ventilgehäuse 2 befindet sich der Mechanismus einer Betäti­ gungseinrichtung mit Sensorrohr 4 und Unterbrechungsautomatik 5. Das Sensorrohr 4 verläuft in bekannter Weise im Zapfrohr 3 und ist als Teil des Zapfrohres 2 ausgebildet. Man erkennt in der Fig. 1 die Mündung 6 dieses Sensorrohres im Zapfventilgehäuse 2. Sie ist in Richtung auf die Mündung des Zapfrohres 2 sehr weit nach vorn gelegt, was die Rückflußzeit für in das Sensorrohr 4 eingedrungenen Kraftstoff reduziert. Eine nach Unterbrechung des Kraftstoffstromes im Zapfrohr 3 verbleibende Kraftstoffmenge kann über die Mündung des Zapfrohres 3 in den Kraftfahrzeugtank des zu betankenden Kraftfahrzeuges auslaufen und abtropfen. Dabei wird jedoch verhindert, daß auslaufender Kraftstoff vagabundierend frei­ kommt. Dazu ist im Mündungsbereich des Zapfrohres 3 ein Abtropf-Sperrventil 7 in Form eines Magnetventils mit einem kraft stoffstromaufwärts angeordneten Permanentmagnetsystem 8 und einem kraftstoffstromabwärts angeordneten Ventilkörper 9 vorgesehen, dem ein ringförmiger Ventilkörpersitz 10 zuge­ ordnet ist. Der Ventilkörper 9 ist schmal und zeppelinartig mit geringem Strömungswiderstand gestaltet. Er wird von dem Kraftstoffstrom beim Einfüllen des Kraftstoffes in den Kraft­ stofftank in Aufstellung gedrückt und wird von dem Permanent­ magnetsystem 8 in Schließstellung auf den Ventilkörpersitz 10 gezogen, wenn der Mündungsbereich des Zapfrohres 3 aus dem Einfüllstutzen des Kraftfahrzeugtanks herausgenommen und aus der nach unten gerichteten Lage hochgeschwenkt wird.

In den Fig. 2 und 3 erkennt man, daß der Ventilkörper 9 eine Ventilstange 11 aufweist, die permanentmagnetsystem­ seitig einen ferromagnetischen Stellkörper 12 besitzt. Die Ventilstange 11 mit dem ferromagnetischen Stellkörper 12 ist in einen von dem Kraftstoff umströmten Ventilstangengehäuse 13 geführt. Das Ventilstangengehäuse 13 weist an seinem dem Zapfventilgehäuse 2 zugewandten Ende das Permanentmagnet­ system 8 auf. Zwischen dem ferromagnetischen Stellkörper 12 und einem Bund 14 am Ventilstangengehäuse 13 ist eine Teil­ hubrückholfeder 15 für den Ventilkörper 9 vorgesehen. Dazu wird auf die Fig. 4 verwiesen, die dem Funktionszustand "Abtropf-Sperrventil geschlossen" entspricht und insoweit zweckmäßigerweise mit der Fig. 2 verglichen wird. Der zusam­ mengedrückte Zustand dieser Teilhubrückholfeder 15 ergibt sich, wenn man vergleichend die Fig. 3 betrachtet, die das Abtropf-Sperrventil 7 in der Funktionsstellung "geöffnet" zeigt, wenn auch die Feder aus Maßstabsgründen bezüglich ihrer Einzelheiten nicht erkennbar ist.

In der Fig. 4 erkennt man, daß der Ventilkörper 9 mit der Ventilstange 11, der die Ventilstange 11 umgebenden Teil­ hubrückholfeder 15, dem ferromagnetischen Stellkörper 12, dem Ventilstangengehäuse 13 und dem Ventilkörpersitz 10 als ein Einbaumodul ausgeführt sind, welches Einbaumodul in das Zapfrohr 3 von der Mündung her einführbar und in dem Zapfrohr 3 mit geeigneten Mitteln festsetzbar ist. Dabei ist im Aus­ führungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung mit dem Einbaumodul ein Teilstück des Sensorrohres 4 verbunden, und zwar mit den schon erläuterten Vorteilen.

Das Sensorrohr 6 und das in dem Einbaumodul befindliche Teil­ stück des Sensorrohres 6 befindet sich, in der Position die gezeichnet wurde, im unteren Querschnittsbereich des Zapf­ rohres 6.

Eine Teilhubrückholfeder 15, die auf den Ventilkörper 9 wirkt, arbeitet im Rahmen der Erfindung in Wechselwirkung mit dem Permanentmagnetsystem 8 anders als ein übliches Rück­ schlagventil: Der Druckverlust eines üblichen Rückschlag­ ventils tritt nicht ein, nichtsdestoweniger wird über die Magnetkraft eine hohe Dichtigkeit erreicht.

Claims (3)

1. Zapfventil für Kraftstoff-Tanksäulen, insbesondere für Dieselkraftstoff-Tanksäulen, welches mit der Zapfsäule über einen Zapfschlauch verbunden ist, mit Zapfventilgehäuse und Zapfrohr aus einem nichtferromagnetischen Werkstoff, wobei im Zapfventilgehäuse der Mechanismus einer Betätigungsein­ richtung mit im Zapfrohr angeordnetem Sensorrohr und Unter­ brechungsautomatik für den Kraftstoffstrom untergebracht ist sowie eine nach Unterbrechung des Kraftstoffstromes im Zapfrohr verbleibende Kraftstoffmenge über die Mündung des Zapfrohres in den Kraftfahrzeugtank des zu betankenden Kraft­ fahrzeuges ausläuft, wobei ferner im Mündungsbereich des Zapfrohres ein Abtropf-Sperrventil in Form eines Magnet­ ventils mit einem kraftstoffaufwärts angeordneten Permanent­ magnetsystem und einem kraftstoffstromabwärts angeordnetem Ventilkörper sowie einem zugeordneten ringförmigen Ventil­ körpersitz angeordnet ist, mit der Maßgabe, daß der Ventil­ körper von dem Kraftstoffstrom in Aufstellung gedrückt und von dem Permanentmagnetsystem in Schließstellung auf den Ventilkörpersitz gezogen wird, wenn der Mündungsbereich des Zapfrohres aus dem Einzelstutzen des Kraftfahrzeugtanks herausgenommen und aus der nach unten gerichteten Lage hoch­ geschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilkörper eine Ventilstange aufweist, die permanentmagnetsystemseitig einen ferromagnetischen Stell­ körper trägt,
daß die Ventilstange mit dem ferromagnetischen Stellkörper in einem von dem Kraftstoff umströmten Ventilstangengehäuse geführt ist, welches an seinem dem Zapfventilgehäuse zuge­ wandten Ende das Permanentmagnetsystem aufweist, und
daß zwischen dem ferromagnetischen Stellkörper und einem Bund am Ventilgehäuse eine Teilhubrückholfeder für den Ventil­ körper angeordnet ist.

2. Zapfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper mit der Ventilstange und der Teilhubrück­ holfeder, dem ferromagnetischen Stellkörper, dem Ventil­ stangengehäuse und dem Ventilkörpersitz als ein Einbaumodul ausgeführt sind, welches Einbaumodul in das Zapfrohr einsetzbar ist.

3. Zapfventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Einbaumodul ein Teilstück des Sensorrohres verbunden ist.